JPH09242680A - 流体機械 - Google Patents
流体機械Info
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- JPH09242680A JPH09242680A JP8050391A JP5039196A JPH09242680A JP H09242680 A JPH09242680 A JP H09242680A JP 8050391 A JP8050391 A JP 8050391A JP 5039196 A JP5039196 A JP 5039196A JP H09242680 A JPH09242680 A JP H09242680A
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- JP
- Japan
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- rotor
- tooth
- fluid machine
- thickness
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ロータの慣性モーメントを小さくしながら、
遠心力によるロータの撓みとロータの当たりなどを防止
し、性能や耐久性の低下を防止する。 【解決手段】 雄ロータ３５の歯７３の内部に空洞部７
５を形成し、歯先部８３の肉厚ａ、中間部８７の肉厚
ｂ、歯元部８５の肉厚ｃを、ａ＜ｂ＜ｃにすると共に、
遠心力による歯先部８３、中間部８７、歯元部８５の各
応力が均等になるように肉厚ａ，ｂ，ｃを設定したこと
を特徴とする。
遠心力によるロータの撓みとロータの当たりなどを防止
し、性能や耐久性の低下を防止する。 【解決手段】 雄ロータ３５の歯７３の内部に空洞部７
５を形成し、歯先部８３の肉厚ａ、中間部８７の肉厚
ｂ、歯元部８５の肉厚ｃを、ａ＜ｂ＜ｃにすると共に、
遠心力による歯先部８３、中間部８７、歯元部８５の各
応力が均等になるように肉厚ａ，ｂ，ｃを設定したこと
を特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば、車両の
スーパーチャージャに用いられる流体機械に関する。
スーパーチャージャに用いられる流体機械に関する。
【０００２】
【従来の技術】特開平５−３０２５８３号公報に図７の
ようなルーツ型空気機械２０１が記載されている。この
ルーツ型空気機械２０１は一対の鋳造ロータ２０３、２
０５をケーシング２０７内に配置して構成されている。
また、特開平５−１９５７０１号公報に「スクリューロ
ータ及びその製造方法」が記載されており、図８はこの
製造方法で作られたスクリューロータ２０９を示してい
る。
ようなルーツ型空気機械２０１が記載されている。この
ルーツ型空気機械２０１は一対の鋳造ロータ２０３、２
０５をケーシング２０７内に配置して構成されている。
また、特開平５−１９５７０１号公報に「スクリューロ
ータ及びその製造方法」が記載されており、図８はこの
製造方法で作られたスクリューロータ２０９を示してい
る。
【０００３】このようなルーツ式やスクリュー式などの
流体機械に用いられるロータが中実で回転モーメント
（慣性力）が大きいと、例えば、これらを車両のスーパ
ーチャージャに用いた場合、エンジン回転の変化に対す
るレスポンスが低下すると共に、大きな駆動力が必要
で、エンジン燃費が悪化する。また、スーパーチャージ
ャとエンジンとを断続する電磁クラッチの容量を大きく
しなければならず、小型軽量化が困難である。
流体機械に用いられるロータが中実で回転モーメント
（慣性力）が大きいと、例えば、これらを車両のスーパ
ーチャージャに用いた場合、エンジン回転の変化に対す
るレスポンスが低下すると共に、大きな駆動力が必要
で、エンジン燃費が悪化する。また、スーパーチャージ
ャとエンジンとを断続する電磁クラッチの容量を大きく
しなければならず、小型軽量化が困難である。
【０００４】そこで、ルーツ型空気機械２０１では、図
７のように、ロータ２０３、２０５の各３枚の歯２１
１、２１３にそれぞれ空洞部２１５、２１７を設けて各
ロータ２０３、２０５を軽量化し、回転モーメントを軽
減している。
７のように、ロータ２０３、２０５の各３枚の歯２１
１、２１３にそれぞれ空洞部２１５、２１７を設けて各
ロータ２０３、２０５を軽量化し、回転モーメントを軽
減している。
【０００５】また、スクリューロータ２０９は多数の薄
板を積層し接合して製造される積層構造のロータであ
り、図８のように、各歯２１９に空洞部２２１を設け
て、回転モーメントを軽減している。
板を積層し接合して製造される積層構造のロータであ
り、図８のように、各歯２１９に空洞部２２１を設け
て、回転モーメントを軽減している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところが、ロータ２０
５、２０７、２０９には回転時に掛かる大きな遠心力に
よって、図７、８の矢印２２３、２２５のように、歯先
部２２７、２２９を径方向外側に撓める力が働き、歯先
部２２７、２２９と歯丈の中間部２３５、２３７には、
矢印２３９、２４１のように、内側に撓める力が働く。
５、２０７、２０９には回転時に掛かる大きな遠心力に
よって、図７、８の矢印２２３、２２５のように、歯先
部２２７、２２９を径方向外側に撓める力が働き、歯先
部２２７、２２９と歯丈の中間部２３５、２３７には、
矢印２３９、２４１のように、内側に撓める力が働く。
【０００７】特に、ロータ２０５、２０７の空洞部２１
５、２１７は、図７のように、円形であり歯先部２２７
付近の肉が厚いから、遠心力の影響を受けやすく中間部
２３５に応力が集中しやすい。また、図８のように、ロ
ータ２０９では歯先部２２９と中間部２３７と歯元部２
３３の厚さはほぼ等しいが歯先部２２９と中間部２３７
の重量によって遠心力による応力が歯元部２３３に集中
する。
５、２１７は、図７のように、円形であり歯先部２２７
付近の肉が厚いから、遠心力の影響を受けやすく中間部
２３５に応力が集中しやすい。また、図８のように、ロ
ータ２０９では歯先部２２９と中間部２３７と歯元部２
３３の厚さはほぼ等しいが歯先部２２９と中間部２３７
の重量によって遠心力による応力が歯元部２３３に集中
する。
【０００８】このような力によって、図９に概念的に描
いたように、ロータ２０５、２０７、２０９は破線のよ
うに撓み、各歯先部とケーシングとのクリアランスが減
少し、噛み合う歯の中間部の間でクリアランスが増加し
て性能が低下すると共に、歯先部とケーシングとの摩擦
によって、性能と寿命とが低下する。
いたように、ロータ２０５、２０７、２０９は破線のよ
うに撓み、各歯先部とケーシングとのクリアランスが減
少し、噛み合う歯の中間部の間でクリアランスが増加し
て性能が低下すると共に、歯先部とケーシングとの摩擦
によって、性能と寿命とが低下する。
【０００９】そこで、この発明は、ロータの慣性モーメ
ントを小さくすると共に、遠心力によるロータの撓みと
当たりなどを防止し、クリアランス変化やロータの当た
りによる性能と耐久性などの低下を防止する流体機械の
提供を目的とする。
ントを小さくすると共に、遠心力によるロータの撓みと
当たりなどを防止し、クリアランス変化やロータの当た
りによる性能と耐久性などの低下を防止する流体機械の
提供を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】請求項１の流体機械は、
互いに噛み合う複数の歯を有しケーシング内に回転可能
に支持される一対のロータを備える流体機械であって、
前記一対のロータの少なくとも一方が各歯の内部に空洞
部を備えると共に、歯の外形と空洞部との間の肉厚を、
歯先部の肉厚をａとし、歯丈の中間部の肉厚をｂとし、
歯元部の肉厚をｃとしたとき、ａ＜ｂ＜ｃとなるように
形成してなることを特徴とする。
互いに噛み合う複数の歯を有しケーシング内に回転可能
に支持される一対のロータを備える流体機械であって、
前記一対のロータの少なくとも一方が各歯の内部に空洞
部を備えると共に、歯の外形と空洞部との間の肉厚を、
歯先部の肉厚をａとし、歯丈の中間部の肉厚をｂとし、
歯元部の肉厚をｃとしたとき、ａ＜ｂ＜ｃとなるように
形成してなることを特徴とする。
【００１１】このように、歯元部から歯先部に向かって
順次肉厚が薄くなるように空洞部が形成されているの
で、歯先部の遠心力が小さくなって歯元部の応力が軽減
されると共に、歯先部の撓みや変形が防止される。
順次肉厚が薄くなるように空洞部が形成されているの
で、歯先部の遠心力が小さくなって歯元部の応力が軽減
されると共に、歯先部の撓みや変形が防止される。
【００１２】したがって、従来例と異なり、ロータの歯
先部とケーシング間のクリアランス減少及び歯丈の中間
部でのクリアランス増加による性能低下が防止されると
共に、歯先部とケーシングの摩擦による性能と寿命の低
下が防止される。
先部とケーシング間のクリアランス減少及び歯丈の中間
部でのクリアランス増加による性能低下が防止されると
共に、歯先部とケーシングの摩擦による性能と寿命の低
下が防止される。
【００１３】また、歯元部から歯先部へ向かって順次薄
肉に形成することは慣性モーメントの低減に極めて有効
であり、例えば、スーパーチャージャに用いた場合、エ
ンジン回転に対するレスポンスが向上し、消費動力が軽
減してエンジン燃費が改善される。また、スーパーチャ
ージャとエンジンとを断続する電磁クラッチを小型にで
きる。
肉に形成することは慣性モーメントの低減に極めて有効
であり、例えば、スーパーチャージャに用いた場合、エ
ンジン回転に対するレスポンスが向上し、消費動力が軽
減してエンジン燃費が改善される。また、スーパーチャ
ージャとエンジンとを断続する電磁クラッチを小型にで
きる。
【００１４】請求項２の流体機械は、請求項１記載の流
体機械であって、肉厚ａ，ｂ，ｃは、該各肉厚部におけ
る回転時応力が略均等になるように設定されることを特
徴とする。
体機械であって、肉厚ａ，ｂ，ｃは、該各肉厚部におけ
る回転時応力が略均等になるように設定されることを特
徴とする。
【００１５】したがって、請求項１の流体機械によるの
と同等の作用・効果が得られることに加え、歯の肉厚を
全体的に無駄なく減少させることができ、ロータが極め
て軽量になる。
と同等の作用・効果が得られることに加え、歯の肉厚を
全体的に無駄なく減少させることができ、ロータが極め
て軽量になる。
【００１６】請求項３の流体機械は、請求項１または２
に記載の流体機械であって、一対のロータがスクリュー
状の歯を有することを特徴とする。
に記載の流体機械であって、一対のロータがスクリュー
状の歯を有することを特徴とする。
【００１７】したがって、圧縮型であってロータに大き
な力が加わると共に、ルーツ式流体機械よりも小型化さ
せ高速回転で用いられ、遠心力によるロータの撓みがよ
り大きくなる条件下のスクリュー式流体機械において、
請求項１または２によるのと同等の作用・効果が得られ
るので、その性能、寿命の低下防止上極めて有利となる
ことに加え、ロータに作用する流体の圧縮反力による応
力値を考慮してロータ材強度および肉厚ａ，ｂ，ｃを決
定すれば、ロータの歯はより一層撓みにくくなる。
な力が加わると共に、ルーツ式流体機械よりも小型化さ
せ高速回転で用いられ、遠心力によるロータの撓みがよ
り大きくなる条件下のスクリュー式流体機械において、
請求項１または２によるのと同等の作用・効果が得られ
るので、その性能、寿命の低下防止上極めて有利となる
ことに加え、ロータに作用する流体の圧縮反力による応
力値を考慮してロータ材強度および肉厚ａ，ｂ，ｃを決
定すれば、ロータの歯はより一層撓みにくくなる。
【００１８】請求項４の流体機械は、請求項１〜３のい
ずれかに記載の流体機械であって、空洞部が、スクリュ
ー状の各歯の捩じれに沿って形成されてなることを特徴
とする。
ずれかに記載の流体機械であって、空洞部が、スクリュ
ー状の各歯の捩じれに沿って形成されてなることを特徴
とする。
【００１９】したがって、請求項１〜３のいずれかの流
体機械によるのと同等の作用・効果が得られるのに加
え、各歯の捩じれに沿って軸方向に延びる空洞部により
慣性モーメントの低減が一層効果的に得られる。
体機械によるのと同等の作用・効果が得られるのに加
え、各歯の捩じれに沿って軸方向に延びる空洞部により
慣性モーメントの低減が一層効果的に得られる。
【００２０】また、ロータの成形を引き抜き加工、押し
出し加工、鋳造加工で成形しやすく、プレス加工でもプ
レス型の加工が容易になるから実施しやすい。
出し加工、鋳造加工で成形しやすく、プレス加工でもプ
レス型の加工が容易になるから実施しやすい。
【００２１】請求項５の流体機械は、請求項１〜４のい
ずれかに記載の流体機械であって、ロータの歯の外形と
空洞部が共に鋳造により形成されることを特徴とする。
ずれかに記載の流体機械であって、ロータの歯の外形と
空洞部が共に鋳造により形成されることを特徴とする。
【００２２】したがって、請求項１〜４のいずれかの流
体機械によるのと同等の作用・効果が得られることに加
え、ロータの肉厚ａ，ｂ，ｃを鋳造時に形成できるの
で、ロータを低コストで多量に製造することができる。
体機械によるのと同等の作用・効果が得られることに加
え、ロータの肉厚ａ，ｂ，ｃを鋳造時に形成できるの
で、ロータを低コストで多量に製造することができる。
【００２３】請求項６の流体機械は、請求項１〜５のい
ずれかに記載の流体機械であって、空洞部の輪郭が、歯
の外形の曲率中心より半径方向外方にオフセットした点
を中心にして、歯の外形の曲率半径よりも小さい曲率半
径で形成されることを特徴とする。
ずれかに記載の流体機械であって、空洞部の輪郭が、歯
の外形の曲率中心より半径方向外方にオフセットした点
を中心にして、歯の外形の曲率半径よりも小さい曲率半
径で形成されることを特徴とする。
【００２４】したがって、請求項１〜５のいずれかの流
体機械によるのと同等の作用・効果が得られることに加
え、設定した肉厚ａ，ｂ，ｃを保ちつつ空洞部の輪郭を
容易に形成することができる。
体機械によるのと同等の作用・効果が得られることに加
え、設定した肉厚ａ，ｂ，ｃを保ちつつ空洞部の輪郭を
容易に形成することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】図１〜図６によって本発明の一実
施形態を説明する。図１はこの実施形態のスーパーチャ
ージャの全体断面図である。左右の方向は図１、２、５
での左右の方向であり、符号を与えていない部材等は図
示されていない。
施形態を説明する。図１はこの実施形態のスーパーチャ
ージャの全体断面図である。左右の方向は図１、２、５
での左右の方向であり、符号を与えていない部材等は図
示されていない。
【００２６】図１のように、スーパーチャージャ（流体
機械）１は、入力プーリ３、増速ギヤ組５、タイミング
ギヤ組７、スクリュー式コンプレッサ９などから構成さ
れている。
機械）１は、入力プーリ３、増速ギヤ組５、タイミング
ギヤ組７、スクリュー式コンプレッサ９などから構成さ
れている。
【００２７】入力プーリ３はベアリング１１によりケー
シング１３に支承されていると共に、入力軸１５にスプ
ライン連結され、ボルト１７とワッシャ１９とで固定さ
れている。入力プーリ３はベルトを介してクランクシャ
フト側のプーリに連結されている。このプーリには電磁
クラッチが配置されており、エンジンとスーパーチャー
ジャ１との断続を行う。こうして、入力プーリ３はエン
ジンの駆動力によりこの電磁クラッチを介して回転駆動
される。
シング１３に支承されていると共に、入力軸１５にスプ
ライン連結され、ボルト１７とワッシャ１９とで固定さ
れている。入力プーリ３はベルトを介してクランクシャ
フト側のプーリに連結されている。このプーリには電磁
クラッチが配置されており、エンジンとスーパーチャー
ジャ１との断続を行う。こうして、入力プーリ３はエン
ジンの駆動力によりこの電磁クラッチを介して回転駆動
される。
【００２８】入力軸１５はケーシング１３の内部でボー
ルベアリング２１により支承されている。入力軸１５に
装着されたカラー２３とケーシング１３との間にはシー
ル２５が配置され、オイル洩れを防止している。
ルベアリング２１により支承されている。入力軸１５に
装着されたカラー２３とケーシング１３との間にはシー
ル２５が配置され、オイル洩れを防止している。
【００２９】増速ギヤ組５は互いに噛み合った大径と小
径の増速ギヤ２７、２９から構成されており、タイミン
グギヤ組７は互いに噛み合った大径と小径のタイミング
ギヤ３１、３３から構成されている。また、コンプレッ
サ９は雄、雌のスクリューロータ３５、３７を備えてい
る。
径の増速ギヤ２７、２９から構成されており、タイミン
グギヤ組７は互いに噛み合った大径と小径のタイミング
ギヤ３１、３３から構成されている。また、コンプレッ
サ９は雄、雌のスクリューロータ３５、３７を備えてい
る。
【００３０】大径の増速ギヤ２７は入力軸１５の右端部
に一体形成されており、小径の増速ギヤ２９は、大径の
タイミングギヤ３１と共に、雌ロータ３７のロータ軸３
９にキー４１で連結され、ナット４３で脱落を防止され
ている。また、小径のタイミングギヤ３３は、ロック機
構４５を介して雄ロータ３５のロータ軸４７に連結され
ている。
に一体形成されており、小径の増速ギヤ２９は、大径の
タイミングギヤ３１と共に、雌ロータ３７のロータ軸３
９にキー４１で連結され、ナット４３で脱落を防止され
ている。また、小径のタイミングギヤ３３は、ロック機
構４５を介して雄ロータ３５のロータ軸４７に連結され
ている。
【００３１】このロック機構４５は、各ロータ３５、３
７が互いに接触しないで噛み合った状態で、タイミング
ギヤ３３をタイミングギヤ３１に噛み合わせた後、ナッ
ト４９を締め付けてロックし、各ロータ３５、３７を回
転方向に位置決めする。
７が互いに接触しないで噛み合った状態で、タイミング
ギヤ３３をタイミングギヤ３１に噛み合わせた後、ナッ
ト４９を締め付けてロックし、各ロータ３５、３７を回
転方向に位置決めする。
【００３２】各ロータ３５、３７のロータ軸４７、３９
は、左端部をボールベアリング５１によって、右端部を
カラー５３とローラベアリング５５とによって、それぞ
れケーシング１３に支承されている。また、ロータ軸３
９、４７の左端部に装着されたカラー５７とケーシング
１３との間にはシール５９が配置され、右端部のカラー
５３とケーシング１３との間にはシール６１が配置さ
れ、それぞれエア洩れを防止している。
は、左端部をボールベアリング５１によって、右端部を
カラー５３とローラベアリング５５とによって、それぞ
れケーシング１３に支承されている。また、ロータ軸３
９、４７の左端部に装着されたカラー５７とケーシング
１３との間にはシール５９が配置され、右端部のカラー
５３とケーシング１３との間にはシール６１が配置さ
れ、それぞれエア洩れを防止している。
【００３３】プーリ３から入力したエンジンの駆動力
は、増速ギヤ組５で増速され、タイミングギヤ組７を介
してロータ３５、３７を回転駆動する。駆動されたコン
プレッサ９は吸入口６３から吸入した吸気をロータ３
５、３７間で軸方向左方に圧送し、吐出口６５から吐き
出してエンジンに供給する。
は、増速ギヤ組５で増速され、タイミングギヤ組７を介
してロータ３５、３７を回転駆動する。駆動されたコン
プレッサ９は吸入口６３から吸入した吸気をロータ３
５、３７間で軸方向左方に圧送し、吐出口６５から吐き
出してエンジンに供給する。
【００３４】ロータ３５は、ロータ本体６７の軸孔６９
にロータ軸４７を固定して構成されており、ロータ３７
も同様にロータ本体７１の軸孔にロータ軸３９を固定し
て構成されている。
にロータ軸４７を固定して構成されており、ロータ３７
も同様にロータ本体７１の軸孔にロータ軸３９を固定し
て構成されている。
【００３５】図２、図３に示すように、ロータ本体６７
は周方向等間隔に配置されたスクリュー状の３枚の歯７
３を備えている。また、雌ロータ３７のロータ本体７１
はスクリュー状の４枚の歯を備えており、これらは互い
の間に僅かなすきまを保って噛み合っている、ロータ３
５，３７の本体６７，７１は共にアルミニューム鋳造製
である。
は周方向等間隔に配置されたスクリュー状の３枚の歯７
３を備えている。また、雌ロータ３７のロータ本体７１
はスクリュー状の４枚の歯を備えており、これらは互い
の間に僅かなすきまを保って噛み合っている、ロータ３
５，３７の本体６７，７１は共にアルミニューム鋳造製
である。
【００３６】また、図３〜図５に示すように、ロータ本
体６７の各歯７３の内部にはその捩じれに沿って空洞部
７５が形成されている。また、空洞部７５の左端（図
５）には壁部７７が設けられ、右端には開口７９が設け
られている。壁部７７は空洞部７５を閉塞し、コンプレ
ッサ９の吐出側と吸入側間の圧洩れを防止している。
体６７の各歯７３の内部にはその捩じれに沿って空洞部
７５が形成されている。また、空洞部７５の左端（図
５）には壁部７７が設けられ、右端には開口７９が設け
られている。壁部７７は空洞部７５を閉塞し、コンプレ
ッサ９の吐出側と吸入側間の圧洩れを防止している。
【００３７】図３、図５のように、各開口７９にはバラ
ンス取り用の凸部８１が設けられている。この凸部８１
は回転バランスを取り、ロータ３５の回転振動を防止す
る。
ンス取り用の凸部８１が設けられている。この凸部８１
は回転バランスを取り、ロータ３５の回転振動を防止す
る。
【００３８】図３に示すように、各歯７３の歯先部８３
の肉厚をａとし、歯丈の中間部８７の肉厚をｂとし、歯
元部８５の肉厚をｃとしたとき、ａ＜ｂ＜ｃにしてあ
る。そして、ロータ３５の作動時に歯７３に掛かる応力
が各肉厚ａ，ｂ，ｃ部で均等になるように肉厚ａ，ｂ，
ｃを決定する。図６はその肉厚決定手順を示す。
の肉厚をａとし、歯丈の中間部８７の肉厚をｂとし、歯
元部８５の肉厚をｃとしたとき、ａ＜ｂ＜ｃにしてあ
る。そして、ロータ３５の作動時に歯７３に掛かる応力
が各肉厚ａ，ｂ，ｃ部で均等になるように肉厚ａ，ｂ，
ｃを決定する。図６はその肉厚決定手順を示す。
【００３９】まず、ステップ１で、ロータ３５の目標と
する慣性力（Ｉｐ）を設定し、ロータ本体６７の材料
（アルミニュームの鋳造材）の引っ張り許容応力を設定
する。ついで、上記の肉厚条件（ａ＜ｂ＜ｃ）を前提と
して、肉厚ａ，ｂ，ｃを仮設計する（ステップ２）。ス
テップ３で、ロータ３５が許容回転数で回転したとき、
歯元部８５と中間部８７と歯先部８３に掛かる慣性力を
算出し、ステップ１で設定された目標慣性力以下である
か否かを確認すると共に、上記各部８５，８７，８３に
発生する各応力が材料の許容応力を超さない所定の範囲
内で均等になるか否かを確認する。
する慣性力（Ｉｐ）を設定し、ロータ本体６７の材料
（アルミニュームの鋳造材）の引っ張り許容応力を設定
する。ついで、上記の肉厚条件（ａ＜ｂ＜ｃ）を前提と
して、肉厚ａ，ｂ，ｃを仮設計する（ステップ２）。ス
テップ３で、ロータ３５が許容回転数で回転したとき、
歯元部８５と中間部８７と歯先部８３に掛かる慣性力を
算出し、ステップ１で設定された目標慣性力以下である
か否かを確認すると共に、上記各部８５，８７，８３に
発生する各応力が材料の許容応力を超さない所定の範囲
内で均等になるか否かを確認する。
【００４０】各部の慣性力が目標慣性力以下であり、各
部の応力が所定の範囲内で均等であれば、仮設計の肉厚
ａ，ｂ，ｃをその厚さに決定し、この決定手順を終了す
る。また、これらの条件が満たされない場合はステップ
２へ戻り、これらの条件が満たされるまでステップ２と
ステップ３とを繰り返した後、肉厚ａ，ｂ，ｃを決定す
る。
部の応力が所定の範囲内で均等であれば、仮設計の肉厚
ａ，ｂ，ｃをその厚さに決定し、この決定手順を終了す
る。また、これらの条件が満たされない場合はステップ
２へ戻り、これらの条件が満たされるまでステップ２と
ステップ３とを繰り返した後、肉厚ａ，ｂ，ｃを決定す
る。
【００４１】こうして歯７３の肉厚ａ，ｂ，ｃを決定し
たら、空洞部７５の輪郭は、肉厚ａ，ｂ，ｃを確保しつ
つ、図４に示すように、歯面（歯の外形）の曲率中心よ
りも半径方向外方にオフセット（例えば図中のｌ）した
点を中心にし、歯面の曲率半径よりも小さい曲率半径を
持つ曲線の連続として容易に形成される。
たら、空洞部７５の輪郭は、肉厚ａ，ｂ，ｃを確保しつ
つ、図４に示すように、歯面（歯の外形）の曲率中心よ
りも半径方向外方にオフセット（例えば図中のｌ）した
点を中心にし、歯面の曲率半径よりも小さい曲率半径を
持つ曲線の連続として容易に形成される。
【００４２】こうして、スーパーチャージャ１が構成さ
れている。
れている。
【００４３】このように、歯元部８５から歯先部８３に
向かって順次肉厚が薄くなるように空洞部７５が形成さ
れ、かつ各肉厚ａ，ｂ，ｃ部で作動時の応力を均等にし
ているので、歯７３の肉厚ａ，ｂ，ｃを全体的に無駄な
く減少させることができ、ロータ３５が極めて軽量にな
る。そして、ロータ３５は高速で回転するスクリューロ
ータであるので、この軽量化が慣性モーメントの低減に
極めて有効であり、歯先部８３の遠心力が小さくなって
歯元部８５の応力が軽減されると共に、歯先部８３の撓
みや変形が防止される。
向かって順次肉厚が薄くなるように空洞部７５が形成さ
れ、かつ各肉厚ａ，ｂ，ｃ部で作動時の応力を均等にし
ているので、歯７３の肉厚ａ，ｂ，ｃを全体的に無駄な
く減少させることができ、ロータ３５が極めて軽量にな
る。そして、ロータ３５は高速で回転するスクリューロ
ータであるので、この軽量化が慣性モーメントの低減に
極めて有効であり、歯先部８３の遠心力が小さくなって
歯元部８５の応力が軽減されると共に、歯先部８３の撓
みや変形が防止される。
【００４４】なお、ロータ３５がスクリューロータであ
るので、内部圧縮に伴いロータ３５に大きな力が加わる
ので、ロータに作用する流体の圧縮反力による応力を考
慮してロータ材強度および肉厚ａ，ｂ，ｃを決定すれ
ば、歯７３はより一層撓みにくくなる。
るので、内部圧縮に伴いロータ３５に大きな力が加わる
ので、ロータに作用する流体の圧縮反力による応力を考
慮してロータ材強度および肉厚ａ，ｂ，ｃを決定すれ
ば、歯７３はより一層撓みにくくなる。
【００４５】したがって、従来例と異なり、ロータ３５
の歯先部８３とケーシング１３間のクリアランス減少及
び歯丈の中間部８７でのクリアランス増加による性能低
下が防止されると共に、歯先部８３とケーシング１３の
摩擦による性能と寿命の低下が防止される。
の歯先部８３とケーシング１３間のクリアランス減少及
び歯丈の中間部８７でのクリアランス増加による性能低
下が防止されると共に、歯先部８３とケーシング１３の
摩擦による性能と寿命の低下が防止される。
【００４６】こうして、このスーパーチャージャ１で
は、エンジン回転に対するレスポンスがよく、消費動力
が軽減されエンジン燃費が改善される。また、エンジン
からの駆動を断続する電磁クラッチを小型にできる。
は、エンジン回転に対するレスポンスがよく、消費動力
が軽減されエンジン燃費が改善される。また、エンジン
からの駆動を断続する電磁クラッチを小型にできる。
【００４７】なお、空洞部７５は歯７３の捩じれに沿っ
て設けられ、その輪郭は中子により形成されるから生産
性がよく、低コストで多量に製造することができる。
て設けられ、その輪郭は中子により形成されるから生産
性がよく、低コストで多量に製造することができる。
【００４８】また、空洞部７５を雄ロータ３５に設ける
だでなく、相手側雌ロータ３７との両方に設けてもよ
い。
だでなく、相手側雌ロータ３７との両方に設けてもよ
い。
【００４９】なお、本実施形態のロータ３５，３７とは
異なり、捩じれのない歯を有するロータを用いるルーツ
式流体機械にも本発明を適用可能であり、その場合上記
のような空洞部を有するロータの形成はさらに容易とな
り、プレス、鋳造、引き抜きあるいは押し出しなどで成
形できる。
異なり、捩じれのない歯を有するロータを用いるルーツ
式流体機械にも本発明を適用可能であり、その場合上記
のような空洞部を有するロータの形成はさらに容易とな
り、プレス、鋳造、引き抜きあるいは押し出しなどで成
形できる。
【００５０】また、本発明の流体機械は、コンプレッサ
やブロワーのように回転を流体圧に変換するものだけで
なく、流体圧を与えて回転を取り出すモータとして用い
てもよい。
やブロワーのように回転を流体圧に変換するものだけで
なく、流体圧を与えて回転を取り出すモータとして用い
てもよい。
【００５１】
【発明の効果】請求項１の流体機械は、少なくとも一方
のロータの歯の肉厚を歯元部から歯先部へ向かって順次
薄肉になるように形成しているので、歯先部の遠心力が
小さくなって歯元部の応力が軽減されると共に、歯先部
の撓みや変形が防止される。
のロータの歯の肉厚を歯元部から歯先部へ向かって順次
薄肉になるように形成しているので、歯先部の遠心力が
小さくなって歯元部の応力が軽減されると共に、歯先部
の撓みや変形が防止される。
【００５２】したがって、従来例と異なり、ロータの歯
先部とケーシング間のクリアランス減少及び歯丈の中間
部でのクリアランス増加による性能低下が防止されると
共に、歯先部とケーシングの摩擦による性能と寿命の低
下が防止される。
先部とケーシング間のクリアランス減少及び歯丈の中間
部でのクリアランス増加による性能低下が防止されると
共に、歯先部とケーシングの摩擦による性能と寿命の低
下が防止される。
【００５３】また、歯元部から歯先部へ向かって順次薄
肉に形成することは慣性モーメントの低減に極めて有効
であり、例えば、スーパーチャージャに用いた場合、エ
ンジン回転に対するレスポンスが向上し、消費動力が軽
減してエンジン燃費が改善される。また、スーパーチャ
ージャとエンジンとを断続する電磁クラッチを小型にで
きる。
肉に形成することは慣性モーメントの低減に極めて有効
であり、例えば、スーパーチャージャに用いた場合、エ
ンジン回転に対するレスポンスが向上し、消費動力が軽
減してエンジン燃費が改善される。また、スーパーチャ
ージャとエンジンとを断続する電磁クラッチを小型にで
きる。
【００５４】請求項２の流体機械は、ロータの歯の肉厚
を歯元部から歯先部へ向かって順次薄肉になるように形
成すると共に、歯元部から歯先部まで均等な応力となる
ように肉厚を設定しているので、請求項１の流体機械に
よる効果と同等の効果が得られることに加え、ロータの
歯の肉厚を全体的に無駄なく減少させることができ、ロ
ータが極めて軽量になる。
を歯元部から歯先部へ向かって順次薄肉になるように形
成すると共に、歯元部から歯先部まで均等な応力となる
ように肉厚を設定しているので、請求項１の流体機械に
よる効果と同等の効果が得られることに加え、ロータの
歯の肉厚を全体的に無駄なく減少させることができ、ロ
ータが極めて軽量になる。
【００５５】請求項３の流体機械は、大負荷、高速回転
の特徴を有するスクリューロータに対して請求項１また
は２の構成を適用しているので、請求項１または２によ
る効果が性能、寿命の低下防止に極めて有利に働くこと
に加え、ロータに作用する流体の圧縮反力による応力値
を考慮してロータ材強度および肉厚ａ，ｂ，ｃを決定す
れば、ロータの歯はより一層撓みにくくなる。
の特徴を有するスクリューロータに対して請求項１また
は２の構成を適用しているので、請求項１または２によ
る効果が性能、寿命の低下防止に極めて有利に働くこと
に加え、ロータに作用する流体の圧縮反力による応力値
を考慮してロータ材強度および肉厚ａ，ｂ，ｃを決定す
れば、ロータの歯はより一層撓みにくくなる。
【００５６】請求項４の流体機械は、請求項１〜３のい
ずれかによる効果と同等の効果が得られるのに加え、空
洞部が各歯の捩じれに沿って軸方向に延びて形成されて
いるので、慣性モーメントの低減が一層効果的に得られ
る。
ずれかによる効果と同等の効果が得られるのに加え、空
洞部が各歯の捩じれに沿って軸方向に延びて形成されて
いるので、慣性モーメントの低減が一層効果的に得られ
る。
【００５７】請求項５の流体機械は、請求項１〜４のい
ずれかによる効果と同等の効果が得られるのに加え、ロ
ータの空洞部を鋳造時に形成できるので、ロータを低コ
ストで多量に製造することができる。
ずれかによる効果と同等の効果が得られるのに加え、ロ
ータの空洞部を鋳造時に形成できるので、ロータを低コ
ストで多量に製造することができる。
【００５８】請求項６の流体機械は、請求項１〜５のい
ずれかによる効果と同等の効果が得られるのに加え、設
定した肉厚ａ，ｂ，ｃを保ちつつ空洞部の輪郭を容易に
形成することができる。
ずれかによる効果と同等の効果が得られるのに加え、設
定した肉厚ａ，ｂ，ｃを保ちつつ空洞部の輪郭を容易に
形成することができる。
【図１】本発明の一実施形態を示す断面図である。
【図２】一実施形態の雄ロータの側面図である。
【図３】図２のＡ矢視図である。
【図４】図２のＢ矢視図である。
【図５】図３のＣ−Ｃ断面図であり、歯の捩じれに沿っ
て切断した断面図である。
て切断した断面図である。
【図６】一実施形態の説明図である。
【図７】従来例の断面図である。
【図８】他の従来例のロータを示す断面図である。
【図９】遠心力を受けて撓む従来のロータを示す概略断
面図である。
面図である。
９ スクリュー式コンプレッサ（流体機械） １３ ケーシング ３５ 雄ロータ ３７ 雌ロータ ６７、７１ ロータ本体 ７３ 歯 ７５ 空洞部 ８３ 歯先部 ８５ 歯元部 ８７ 中間部 ａ 歯先部の肉厚 ｂ 中間部の肉厚 ｃ 歯元部の肉厚
Claims (6)
- 【請求項１】 互いに噛み合う複数の歯を有しケーシン
グ内に回転可能に支持される一対のロータを備える流体
機械であって、 前記一対のロータの少なくとも一方が各歯の内部に空洞
部を備えると共に、歯の外形と空洞部との間の肉厚を、
歯先部の肉厚をａとし、歯丈の中間部の肉厚をｂとし、
歯元部の肉厚をｃとしたとき、ａ＜ｂ＜ｃとなるように
形成してなることを特徴とする流体機械。 - 【請求項２】 請求項１に記載の流体機械であって、 前記肉厚ａ，ｂ，ｃは、該各肉厚部における回転時応力
が略均等になるように設定されることを特徴とする流体
機械。 - 【請求項３】 請求項１または２に記載の流体機械であ
って、 前記一対のロータがスクリュー状の歯を有することを特
徴とする流体機械。 - 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかに記載の流体機
械であって、 前記空洞部が、スクリュー状の各歯の捩じれに沿って形
成されてなることを特徴とする流体機械。 - 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかに記載の流体機
械であって、 前記ロータの歯の外形と空洞部が共に鋳造により形成さ
れることを特徴とする流体機械。 - 【請求項６】 請求項１〜５のいずれかに記載の流体機
械であって、 前記空洞部の輪郭が、歯の外形の曲率中心より半径方向
外方にオフセットした点を中心にして、歯の外形の曲率
半径よりも小さい曲率半径で形成されることを特徴とす
る流体機械。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8050391A JPH09242680A (ja) | 1996-03-07 | 1996-03-07 | 流体機械 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8050391A JPH09242680A (ja) | 1996-03-07 | 1996-03-07 | 流体機械 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09242680A true JPH09242680A (ja) | 1997-09-16 |
Family
ID=12857583
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8050391A Pending JPH09242680A (ja) | 1996-03-07 | 1996-03-07 | 流体機械 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09242680A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111927775A (zh) * | 2020-06-24 | 2020-11-13 | 合肥工业大学 | 一种通过拉伸加厚消减螺杆转子不平衡量的方法 |
-
1996
- 1996-03-07 JP JP8050391A patent/JPH09242680A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111927775A (zh) * | 2020-06-24 | 2020-11-13 | 合肥工业大学 | 一种通过拉伸加厚消减螺杆转子不平衡量的方法 |
| CN111927775B (zh) * | 2020-06-24 | 2022-02-15 | 合肥工业大学 | 一种通过拉伸加厚消减螺杆转子不平衡量的方法 |
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